在日本東京的一間生物實(shí)驗(yàn)室里，10臺(tái)機(jī)器人正在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。它們用兩只機(jī)械臂處理液體、在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)細(xì)胞、操作科學(xué)儀器，以及完成其他科學(xué)任務(wù)。

東京科學(xué)大學(xué)的機(jī)器人創(chuàng)新中心于4月啟用了這個(gè)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室。該中心的Genki Kanda表示，今年晚些時(shí)候，實(shí)驗(yàn)室將向大學(xué)里的其他研究人員開(kāi)放，最終目標(biāo)是在2040年或2050年之前建成一個(gè)“工廠規(guī)模”的設(shè)施，配備數(shù)千臺(tái)機(jī)器人，供國(guó)內(nèi)外科學(xué)家使用。

內(nèi)置AI軟件的實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人能夠獨(dú)立管理干細(xì)胞培養(yǎng)物。圖片來(lái)源：Masatoshi Okauchi/Shutterstock

美國(guó)范德比爾特大學(xué)的曾艷（音）表示，擁有這么多機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)室很令人興奮。“我很想知道他們究竟要多久才能實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。”她希望這個(gè)實(shí)驗(yàn)室能像歐洲粒子物理實(shí)驗(yàn)室（CERN）等其他頂尖科研設(shè)施一樣，供全球科學(xué)家使用。

生命科學(xué)領(lǐng)域的研究人員在實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化方面至少進(jìn)行了10年探索。例如，一些設(shè)施配備了單臂機(jī)器人，可以處理實(shí)驗(yàn)樣品。但曾艷指出，雙臂機(jī)器人能夠執(zhí)行更復(fù)雜的精密操作。

東京科學(xué)大學(xué)的機(jī)器人還配備了人工智能（AI）軟件，能夠自主作出一些決策。英國(guó)利物浦大學(xué)的Andrew Cooper表示，這些機(jī)器人不僅能夠完成自動(dòng)化工作，還能分析并改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法。

Kanda說(shuō)，這些機(jī)器人能夠?qū)?shí)驗(yàn)作出判斷。例如，團(tuán)隊(duì)使用的一個(gè)AI程序，在111天內(nèi)識(shí)別并測(cè)試了144種實(shí)驗(yàn)條件，以找出培養(yǎng)人類干細(xì)胞的最佳條件。在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)AI程序能夠?qū)ε囵B(yǎng)皿中培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行成像，預(yù)測(cè)細(xì)胞隨時(shí)間推移的生長(zhǎng)情況，然后計(jì)算出最佳收獲時(shí)間。這些機(jī)器人還能在研究人員休假時(shí)連續(xù)8天照看細(xì)胞培養(yǎng)物。

Kanda表示，機(jī)器人通過(guò)執(zhí)行重復(fù)性工作為研究人員節(jié)省了時(shí)間，使他們能夠?qū)Ｗ⒂谠O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、解讀結(jié)果和產(chǎn)生新想法。

Kanda團(tuán)隊(duì)目前仍需做一些工作，如為機(jī)器人準(zhǔn)備試劑和材料，以及在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行故障排查和清理。團(tuán)隊(duì)正努力通過(guò)將軟件集成到機(jī)器人中以實(shí)現(xiàn)這些任務(wù)的自動(dòng)化，使其能夠像AI科學(xué)家一樣運(yùn)作，在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)作出決策，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)置、可用資源和設(shè)備調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案。

但Cooper表示，完全自主的實(shí)驗(yàn)室還需要一段時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閷I軟件整合到實(shí)體機(jī)器人中具有挑戰(zhàn)性，需要高級(jí)編程技能。他補(bǔ)充說(shuō)，具備AI功能的機(jī)器人有可能在無(wú)人干預(yù)的情況下識(shí)別并糾正諸如打翻樣品瓶之類的錯(cuò)誤。不過(guò)，這項(xiàng)工作目前仍處于概念驗(yàn)證階段。

自主機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室引發(fā)了一場(chǎng)爭(zhēng)論，即人類科學(xué)家是否會(huì)被取代，或者是否不再需要學(xué)習(xí)基本的實(shí)驗(yàn)室技能。Cooper表示，機(jī)器人不太可能取代科學(xué)家的工作?！澳承┓矫鏁?huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但仍有很多事情無(wú)法自動(dòng)化，如化合物的多步驟合成?！彼忉屨f(shuō)，一些復(fù)雜的分子，如化療藥物紫杉醇，人類都難以合成出來(lái)，更不用說(shuō)機(jī)器人了。

Kanda指出，在日本，實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人可以執(zhí)行通常由研究生和技術(shù)人員完成的任務(wù)，這將有助于解決因博士生招生人數(shù)下降造成的勞動(dòng)力短缺問(wèn)題。

但曾艷表示，自動(dòng)化成本高昂，一些單臂機(jī)器人的成本可能為兩三萬(wàn)美元，此外還需購(gòu)買機(jī)器人的其他配件。

Kanda團(tuán)隊(duì)在每臺(tái)機(jī)器人上花費(fèi)了100萬(wàn)美元，然而并非每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都有能力安裝機(jī)器人。他建議，建立一個(gè)配備機(jī)器人、可供其他研究人員使用的中心，是提高機(jī)器人可及性的一種方法。

（原標(biāo)題為《日本嘗試用機(jī)器人“接管”實(shí)驗(yàn)室》）